AI集群中的400G SR4和800G SR8光模組

隨著人工智慧（AI）技術的快速發展，AI集群的運算能力和資料傳輸需求不斷增加。為了滿足這項需求，光模組技術也在不斷進步。高速光模組作為新一代高速光通訊解決方案，正逐步應用於AI集群，為其提供更有效率、更穩定的資料傳輸能力。智慧型運算中心機房互聯的光模組連接埠速率已達到800G，並持續向高速（1.6T/3.2T）演進。

一、未來五年AI集群乙太網路光模組需求預測

早在7月23日，光通訊產業研究機構LightCounting（以下簡稱LC）就發布了《超級資料中心光學報告》，該報告指出，未來一段時間，用於AI集群的乙太網路光模組的總銷量五年內將達到176億美元，佔所有乙太網路光模組市場的38%。報告預測2023年、2024年及2025年全球乙太網路光模組市場規模分別約為52億美元、65億美元及83億美元左右，較去年Q1報告上調約8%、25%及43%分別，可以看出絕大多數增量成長來自於AI集群的需求，該機構認為AI集群的應用將掀起全新的光學產品需求浪潮。

同時，LC也表示，大型企業AI系統的新設計將需要更多的光學，未來兩年頭部企業網路的部署可能需要200萬個400G SR4和600萬個800G SR8光模組。對此，LC大幅上調了2024&2025年乙太網路光模組市場預測，如果結合頭部企業的新需求，數通光模組市場具有很強的彈性。超級以太網聯盟的成立，瞄準高性能AI集群網絡，以太網AI光模組和應用前端網絡升級將構成超越光通信行業頭部企業的市場驅動力。

二、高速光模組在AI集群的開發與應用

在人工智慧應用中，資料量的激增對光互連技術的頻寬提出了更高的要求。目前，許多400G SR4和800G SR8光模組所建構的短距離鏈路均採用VCSEL雷射器，工作速率為106Gb/s。技術演進的下一步是將光通道的單通道速率提升至200G/lane，結合4通道光通道的數量，進一步降低800G模組的成本和功耗;並同步演進單模組頻寬至1.6T（8通道光路）。

在AI集群中，400G SR4光模組常用於伺服器和交換器之間的連接。由於AI訓練和推理過程需要大量資料傳輸，高速穩定的網路連線至關重要。 400G SR4光模組可提供充足的頻寬和低時延的傳輸環境，確保AI模型訓練和資料處理高效進行。 800G SR8光模組主要用於超大規模AI集群和資料中心的核心網路連接。隨著AI模型的複雜性和資料量的增加，800G SR8光模組可以提供所需的高頻寬和低延遲連接，以支援大量資料的快速傳輸和處理。

三、AI場景下的光互連技術創新

低功耗、低時延是光互連技術不可或缺的特性。低功耗意味著更少的能源消耗和更低的營運成本，而低延遲意味著更快的回應時間和更高的資料處理效率。為了滿足這些需求，光互連技術需要在設計上進行最佳化，以減少能量損失並提高傳輸效率。

人工智慧對系統穩定性要求很高，因此光互連技術必須具有高可靠性。這就需要我們優化系統的端到端設計，確保資料傳輸的穩定性和可靠性。同時，我們也需要關注LPO的演進性和互聯性，以適應AI技術不斷發展的需求。

此外，光互連技術的智慧運維也變得越來越重要。智慧運維不僅可以幫助企業即時監控系統的運作狀態，還可以基於資料分析進行預測性維護，提升系統的可用性和穩定性。另外，智慧運維可以幫助我們優化資源分配，提升系統的整體效能。

隨著速率的提高和單模下行鏈路的加速，矽光技術預計將出現高成長。矽光技術憑藉其高速、低功耗、小型化等優勢，在AI場景的光互連技術中發揮越來越重要的作用。我們有理由相信，矽光技術將在未來的人工智慧應用中發揮更重要的作用。

部分來源：LightCounting